[发明专利]估算无人机所观测场景的位移及地速的电子装置和方法

说明书

用于估计由配备在无人机(10)上的图像传感器(12)所观察场景(14)的位移的电子装置(40)包括用于获取由图像传感器所拍摄场景的一系列图像；以及模块(44)，用于通过在若干相继层级迭代地应用光流算法，估计在所获取的先前图像和当前图像之间场景的位移，该图像的层级是后继层级的图像的子采样图像，最终层级是所获取图像。估计模块(44)在从一个层级通过到下一个层级期间，为每个层级计算场景的位移的至少一个估计，先前图像按各个估计的位移进一步平移。估计模块(44)进一步配置为确定估计位移的整数舍入，然后在从各自一个层级通过到下一个层级期间，按所述舍入位移平移先前图像。

技术领域

本发明包括一种用于估计由配备在无人机上的图像传感器所观察场景的位移的电子装置。估计装置包括：第一获取模块，配置为获取由图像传感器所拍摄场景的一系列图像；以及估计模块，配置为通过光流算法计算先前获取图像和当前获取图像之间场景的位移的估计。

本发明还涉及一种用于计算无人机的地速的电子设备，该设备包括：第二获取模块，配置为获取测量高度，该估计装置配置为估计无人机所飞越地形的位移；以及计算模块，配置为根据获取的测量高度和估计的地形位移计算无人机的地速。

本发明还涉及一种无人机，其包括这种用于计算无人机的地速的电子设备。

本发明还涉及一种用于估计由配备在无人机上的图像传感器所观察场景的位移的方法，该方法由这种电子估计装置执行。

本发明还涉及一种计算机可读介质,其包括包括软件指令的计算机程序，当被计算机执行时，其执行这种估计方法。

本发明涉及无人机领域，即远程驾驶飞行机动设备。本发明特别适用于旋转翼无人机(例如四轴飞行器)，同时也适用于其他类型的无人机(例如固定翼无人机)。

本发明特别适用于精确计算无人机的速度，特别是无人机的地速，以便基于给定的速度输入更好地控制无人机。

当驾驶员不发送命令时，即使存在诸如风的外部干扰，本发明也可用于控制无人机保持不动。

当无人机处于跟踪模式以便跟踪给定目标时，本发明也是特别有用的，例如无人机的驾驶员参加体育运动，然则必须能够精确地估计由配备在无人机上的图像传感器所观察场景的位移，并进一步精确地计算无人机的地速以有效跟踪目标。

背景技术

从文献EP 2,400,460A1中可知一种用于估计由配备在无人机上的垂直相机所捕获场景的差分位移的电子装置和方法，从而该估计的差分位移使其可以估计无人机的水平速度。

位移的估计包括周期性地连续更新图像金字塔类型的多分辨率描绘，对场景的相同捕获图像以不同的相继递减分辨率建模，并且对每个新捕获图像应用所述多分辨率描绘，光流型的迭代算法使其可以估计场景从一张图像到下一张图像的差分运动。

在一定的单个或多个条件下，位移的估计进一步包括从光流算法切换到角检测类型算法以估计场景从一张图像到下一张图像的差分运动。